CN213311008U - 一种自平衡式爬楼梯轮椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自平衡式爬楼梯轮椅，包括坐垫，所述坐垫的一侧活动连接有可调角度椅背，所述坐垫的另一侧活动连接有搁脚板，所述坐垫的顶部两侧对称安装有与可调角度椅背连接的扶手，且一侧扶手上安装有控制板，所述控制板的内部安装有PLC控制器，所述坐垫的底部中心处安装有电动机，所述电动机的两侧对称安装有主动链轮，所述电动机的底部通过轮架固定有从动链轮，且从动链轮与主动链轮通过链条连接，所述主动链轮和从动链轮上均固定有双联气缸。本实用新型结构新颖，构思巧妙，可实现轮椅能够适用于楼梯，凹凸不平路面等复杂道路的行驶，并且座椅可随轮椅的自身的角度变化而自动调节水平，可防止出现前倾后仰等危险状态。

Description

一种自平衡式爬楼梯轮椅

技术领域

本实用新型涉及轮椅技术领域，具体为一种自平衡式爬楼梯轮椅。

背景技术

我国对此类装置的研究虽然起步较晚，但近年来也涌现了很多这方面的专利，然而投入实际使用的还很少。我国在上世纪八十年代对轮组式爬楼梯装置已有研究，内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了iBOT的爬楼方式，采用星形轮系作为爬楼梯机构，设计了一种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。改轮椅爬楼时需要人工辅助或者楼梯扶手的辅助支撑，使其能调整重心的位置，安全爬楼。东南大学机槭学院设计的爬楼轮椅采用了四组星形轮，每三个一组，共十二个轮子，除能爬楼梯外还具有遥控的功能。国内研究的比较多的是手动爬楼梯的轮椅，清华大学精密仪器及机械学系康复工程研究中心已经取得了手动爬楼梯轮椅的专利。它是在普通轮椅上加设一套爬楼梯执行机构和驱动系统，既可以在平地行驶，又可以仅凭借使用者双臂的力量使轮椅上、下楼梯。但是设计中仍存在一些问题，如轮椅在爬楼过程中的稳定性、如何适应不同尺寸的楼梯、如何实现手动操作省力与省时的问题以及反向自锁问题等，其研究也仅停留在理论水平的基础上，并未投入实际应用。因此，设计一种自平衡式爬楼梯轮椅是很有必要的。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种自平衡式爬楼梯轮椅，该轮椅，结构新颖，构思巧妙，可实现轮椅能够适用于楼梯，凹凸不平路面等复杂道路的行驶，并且座椅可随轮椅的自身的角度变化而自动调节水平，可防止出现前倾后仰等危险状态。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自平衡式爬楼梯轮椅，包括坐垫，所述坐垫的一侧活动连接有可调角度椅背，所述坐垫的另一侧活动连接有搁脚板，所述坐垫的顶部两侧对称安装有与可调角度椅背连接的扶手，且一侧扶手上安装有控制板，所述控制板的内部安装有PLC控制器，所述坐垫的底部中心处安装有电动机，所述电动机的两侧对称安装有主动链轮，所述电动机的底部通过轮架固定有从动链轮，且从动链轮与主动链轮通过链条连接，所述主动链轮和从动链轮上均固定有双联气缸，所述双联气缸的两侧均安装有驱动滚轮，所述坐垫的底部前端通过对称安装的前伸缩气缸固定有前滚轮，所述坐垫的底部后端通过对称安装的后伸缩气缸固定有后滚轮，所述控制板电性连接后伸缩气缸、电动机、前伸缩气缸和双联气缸。

优选的，所述驱动滚轮上固定有压力传感器，所述压力传感器的输出端电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接双联气缸。

优选的，所述坐垫的底部前端通过安装座固定有姿态传感器，所述姿态传感器的输出端电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接后伸缩气缸和双联气缸。

优选的，所述可调角度椅背的顶部对称开设有插接孔，所述插接孔的内部插接固定有插接杆，所述插接杆对称安装在头枕的底部两侧。

优选的，所述坐垫和可调角度椅背上均设置有海绵软垫。

本实用新型的有益效果为：

1、当按下控制板时，轮椅进入上下楼梯模式，前伸缩气缸带动前滚轮收缩，后滚轮缓慢前进，同时主动链轮开始工作，并通过链条带动从动链轮运动，双联气缸通过调整伸缩长度使驱动滚轮与楼梯进行接触，然后锁死，通过主动链轮和从动链轮转动带动双联气缸转动，从而实现上下楼梯，当到达平台时，前伸缩气缸带动前滚轮缓慢伸出，可实现轮椅能够适用于楼梯，凹凸不平路面等复杂道路的行驶，大大提升残疾人出行的方便性；

2、通过设置的压力传感器，当驱动滚轮与楼梯接触时，压力传感器检测到压力变化，并将收集的信息传递给PLC控制器，便于实现双联气缸的精确伸缩，大大提升使用的方便性；

3、通过设置的姿态传感器，便于监控轮椅的状态，并将收集的信息传递给PLC控制器，从而控制后伸缩气缸和双联气缸在上下楼梯时进行调整，使坐垫可随轮椅的自身的角度变化而自动调节水平，可防止出现前倾后仰等危险状态。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型整体三维结构示意图；

图2是本实用新型电动机区域平面结构示意图；

图3是本实用新型姿态传感器安装平面结构示意图；

图4为本实用新型控制板剖视平面结构示意图；

图中标号：1、坐垫；2、搁脚板；3、扶手；4、控制板；5、可调角度椅背；6、头枕；7、插接杆；8、伸缩气缸；9、后滚轮；10、电动机；11、主动链轮；12、链条；13、从动链轮；14、前伸缩气缸；15、前滚轮；16、轮架；17、双联气缸；18、驱动滚轮；19、压力传感器；20、安装座；21、姿态传感器；22、PLC控制器；23、插接孔。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1-4给出，本实用新型提供如下技术方案：一种自平衡式爬楼梯轮椅，包括坐垫1，坐垫1的一侧活动连接有可调角度椅背5，坐垫1的另一侧活动连接有搁脚板2，坐垫1的顶部两侧对称安装有与可调角度椅背5连接的扶手3，且一侧扶手3上安装有控制板4，控制板4的内部安装有PLC控制器22，坐垫1的底部中心处安装有电动机10，电动机10的两侧对称安装有主动链轮11，电动机10的底部通过轮架16固定有从动链轮13，且从动链轮13 与主动链轮11通过链条12连接，主动链轮11和从动链轮13上均固定有双联气缸17，双联气缸17的两侧均安装有驱动滚轮18，坐垫1的底部前端通过对称安装的前伸缩气缸14固定有前滚轮15，坐垫1的底部后端通过对称安装的后伸缩气缸8固定有后滚轮9，控制板4电性连接后伸缩气缸8、电动机 10、前伸缩气缸14和双联气缸17，当按下控制板4时，轮椅进入上下楼梯模式，前伸缩气缸14带动前滚轮15收缩，后滚轮9缓慢前进，同时主动链轮 11开始工作，并通过链条12带动从动链轮13运动，双联气缸17通过调整伸缩长度使驱动滚轮18与楼梯进行接触，然后锁死，通过主动链轮11和从动链轮13转动带动双联气缸17转动，从而实现上下楼梯，当到达平台时，前伸缩气缸14带动前滚轮15缓慢伸出，可实现轮椅能够适用于楼梯，凹凸不平路面等复杂道路的行驶，大大提升残疾人出行的方便性。

驱动滚轮18上固定有压力传感器19，压力传感器19的输出端电性连接 PLC控制器22的输入端，PLC控制器22的输出端电性连接双联气缸17，通过设置的压力传感器19，当驱动滚轮18与楼梯接触时，压力传感器19检测到压力变化，并将收集的信息传递给PLC控制器22，便于实现双联气缸17的精确伸缩，大大提升使用的方便性。

坐垫1的底部前端通过安装座20固定有姿态传感器21，姿态传感器21 的输出端电性连接PLC控制器22的输入端，PLC控制器22的输出端电性连接后伸缩气缸8和双联气缸17，通过设置的姿态传感器21，便于监控轮椅的状态，并将收集的信息传递给PLC控制器22，从而控制后伸缩气缸8和双联气缸17在上下楼梯时进行调整，使坐垫1可随轮椅的自身的角度变化而自动调节水平，可防止出现前倾后仰等危险状态。

可调角度椅背5的顶部对称开设有插接孔23，插接孔23的内部插接固定有插接杆7，插接杆7对称安装在头枕6的底部两侧，便于调节。

坐垫1和可调角度椅背5上均设置有海绵软垫，提升乘坐的舒适度。

本实用新型使用时，当按下控制板4时，轮椅进入上下楼梯模式，前伸缩气缸14带动前滚轮15收缩，后滚轮9缓慢前进，同时主动链轮11开始工作，并通过链条12带动从动链轮13运动，双联气缸17通过调整伸缩长度使驱动滚轮18与楼梯进行接触，然后锁死，通过主动链轮11和从动链轮13转动带动双联气缸17转动，从而实现上下楼梯，当到达平台时，前伸缩气缸14 带动前滚轮15缓慢伸出，可实现轮椅能够适用于楼梯，凹凸不平路面等复杂道路的行驶，大大提升残疾人出行的方便性；

通过设置的压力传感器19，当驱动滚轮18与楼梯接触时，压力传感器 19检测到压力变化，并将收集的信息传递给PLC控制器22，便于实现双联气缸17的精确伸缩，大大提升使用的方便性；

通过设置的姿态传感器21，便于监控轮椅的状态，并将收集的信息传递给PLC控制器22，从而控制后伸缩气缸8和双联气缸17在上下楼梯时进行调整，使坐垫1可随轮椅的自身的角度变化而自动调节水平，可防止出现前倾后仰等危险状态。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自平衡式爬楼梯轮椅，包括坐垫(1)，其特征在于：所述坐垫(1)的一侧活动连接有可调角度椅背(5)，所述坐垫(1)的另一侧活动连接有搁脚板(2)，所述坐垫(1)的顶部两侧对称安装有与可调角度椅背(5)连接的扶手(3)，且一侧扶手(3)上安装有控制板(4)，所述控制板(4)的内部安装有PLC控制器(22)，所述坐垫(1)的底部中心处安装有电动机(10)，所述电动机(10)的两侧对称安装有主动链轮(11)，所述电动机(10)的底部通过轮架(16)固定有从动链轮(13)，且从动链轮(13)与主动链轮(11)通过链条(12)连接，所述主动链轮(11)和从动链轮(13)上均固定有双联气缸(17)，所述双联气缸(17)的两侧均安装有驱动滚轮(18)，所述坐垫(1)的底部前端通过对称安装的前伸缩气缸(14)固定有前滚轮(15)，所述坐垫(1)的底部后端通过对称安装的后伸缩气缸(8)固定有后滚轮(9)，所述控制板(4)电性连接后伸缩气缸(8)、电动机(10)、前伸缩气缸(14)和双联气缸(17)。

2.根据权利要求1所述的一种自平衡式爬楼梯轮椅，其特征在于：所述驱动滚轮(18)上固定有压力传感器(19)，所述压力传感器(19)的输出端电性连接PLC控制器(22)的输入端，所述PLC控制器(22)的输出端电性连接双联气缸(17)。

3.根据权利要求1所述的一种自平衡式爬楼梯轮椅，其特征在于：所述坐垫(1)的底部前端通过安装座(20)固定有姿态传感器(21)，所述姿态传感器(21)的输出端电性连接PLC控制器(22)的输入端，所述PLC控制器(22)的输出端电性连接后伸缩气缸(8)和双联气缸(17)。

4.根据权利要求1所述的一种自平衡式爬楼梯轮椅，其特征在于：所述可调角度椅背(5)的顶部对称开设有插接孔(23)，所述插接孔(23)的内部插接固定有插接杆(7)，所述插接杆(7)对称安装在头枕(6)的底部两侧。

5.根据权利要求1所述的一种自平衡式爬楼梯轮椅，其特征在于：所述坐垫(1)和可调角度椅背(5)上均设置有海绵软垫。

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